以NIH3T3細胞探討不同表面修飾奈米銀微粒的細胞攝入與毒性機轉

Translated title of the thesis: Cytotoxicity and cellular uptake mechanisms of different surface-modified silver nanoparticles in NIH 3T3 Cells
  • 方 春詠

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

奈米科技的迅速發展,不僅改善人類的生活品質,同時也對我們的生活環境及健康安全產生潛在危害。現今的奈米化產品中,奈米銀已廣泛地存在我們的日常生活用品,也因此增加人體暴露奈米銀微粒的機會。然而,目前對於奈米銀微?的毒性與危害效應機轉的了解仍然不足,因此尚有?多部份需要加以釐清。過去的研究發現,不同粒徑大小與表面修飾會產生不同的生物效應。本研究以三種最常用於奈米修飾的穩定劑(包括:檸檬酸鈉、聚乙烯?咯烷酮、2-氨基乙硫醇)以及不同尺寸大小(約20 nm 與 80 nm)之奈米銀探討細胞攝入與毒性機轉之影響。合成的奈米銀微粒將會先分析其物化特性,再以小鼠纖維母細胞(NIH 3T3 cells)進行實驗。透過流式細胞儀分析不同表面修飾與尺寸差異的奈米銀微粒其細胞攝入程度,隨著暴露奈米銀劑量的上升其SSC (side scatter)的強度有明顯增加,尤其是粒徑較大之奈米銀;在不會造成毒性的劑量下以三種不同抑制劑(耐絲菌素、氯普麻、渥曼青黴素)阻斷奈米銀進入細胞可能的途徑,發現相同粒徑範圍之奈米銀其主要都是透過網格蛋白調控機轉以及胞飲作用來攝入,此外同時合併處理抑制劑(氯普麻、渥曼青黴素)後能更有效降低細胞攝入奈米銀的數量。在毒性方面,粒徑較小之奈米銀組別毒性較強,而在不同修飾之奈米銀其毒性由高至低分別為檸檬酸鈉、聚乙烯?咯烷酮、2-氨基乙硫醇。在螢光顯微鏡觀察下,可以證實具螢光標記的奈米銀確實有進入小鼠纖維母細胞的溶?體中,而小粒徑奈米微粒相較於大粒徑的組別能誘導較高的ROS生成、內質網壓力以及自體吞噬效應。透過內質網壓力抑制劑能夠有效降低自體吞噬的情況,代表自體吞噬的效應可能是透過內質網壓力所誘導。利用西方墨點法測定內質網壓力和自體吞噬的相關蛋白表現,在處理奈米銀微粒後內質網壓力指標 IRE1、自體吞噬指標LC3-II、p62的表現隨著劑量增加有明顯上升的趨勢。綜合以上結果,我們能夠釐清奈米銀微粒如何被細胞攝入及其造成的毒性機轉;起初微粒在進入細胞的過程會造成胞器內部氧化壓力上升,進一步誘發內質網壓力促使細胞產生自體吞噬效應,而且同時觀察到LC3-II以及p62蛋白大量累積,推測可能因為奈米微粒的毒性效應導致自體吞噬?能失調。此外大、小粒徑之2-氨基乙硫醇奈米銀微粒造成毒性效應並非完全相同,且奈米銀粒子的毒性效應與攝入量多寡並無絕對關係。
Date of Award2014 Aug 29
Original languageChinese
SupervisorYing-Jan Wang (Supervisor)

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